變壓吸附制氮機的工作原理介紹

制氮機是根據(jù)變壓吸附原理，采用高品質的碳分子篩作為吸附劑，在的壓力下，從空氣中制取氮氣。經(jīng)過純化干燥的壓縮空氣，在吸附器中進行加壓吸附、減壓脫附。由于空氣動力學效應，氧在碳分子篩微孔中擴散速率遠大于氮，氧被碳分子篩優(yōu)先吸附，氮在氣相中被富集起來，形成成品氮氣。然后經(jīng)減壓至常壓，吸附劑脫附所吸附的氧氣等雜質，實現(xiàn)再生。一般在系統(tǒng)中設置兩個吸附塔，一塔吸附產(chǎn)氮，另一塔脫附再生，通過PLC程序控制器控制氣動閥的啟閉，使兩塔交替循環(huán)，以實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)高品質氮氣之目的。整套系統(tǒng)由以下部件組成：壓縮空氣凈化組件、空氣儲罐、氧氮分離裝置、氮氣緩沖罐。
一、壓縮空氣凈化組件空氣壓縮機提供的壓縮空氣通入壓縮空氣凈化組件中，壓縮空氣先由管道過濾器除去大部分的油、水、塵，再經(jīng)冷凍干燥機進一步除水、精過濾器除油、除塵，并由在緊隨其后的超精過濾器進行深度凈化。根據(jù)系統(tǒng)工況，設計了一套壓縮空氣除油器，用來防止可能出現(xiàn)的微量油滲透，為碳分子篩提供充分保護。設計嚴謹?shù)目諝狻艋M件確保了碳分子篩的使用壽命。經(jīng)本組件處理后的潔凈空氣可用于儀表空氣。
二、空氣儲罐
空氣儲罐的作用是：降低氣流脈動，起緩沖作用；從而減小系統(tǒng)壓力波動，使壓縮空氣平穩(wěn)地通過壓縮空氣凈化組件，以便充分除去油水雜質，減輕后續(xù)PSA氧氮分離裝置的負荷。同時在吸附塔進行工作切換時，它也為PSA氧氮分離裝置提供短時間內迅速升壓所需的大量壓縮空氣，使吸附塔內壓力很快上升到工作壓力，保證了設備可靠穩(wěn)定的運行。
三、氧氮分離裝置裝有專用碳分子篩的吸附塔共有A、B兩只。當潔凈的壓縮空氣進入A塔入口端經(jīng)碳分子篩向出口端流動時，O2、CO2和H2O被其吸附，產(chǎn)品氮氣由吸附塔出口端流出。經(jīng)一段時間后，A塔內的碳分子篩吸附飽和。這時，A塔自動停止吸附，壓縮空氣流入B塔進行吸氧產(chǎn)氮，對并A塔分子篩進行再生。分子篩的再生是通過將吸附塔迅速下降至常壓脫除已吸附的O2、CO2和H2O來實現(xiàn)的。兩塔交替進行吸附和再生，完成氧氮分離，連續(xù)輸出氮氣。上述過程均由可編程序控制器來控制。當出氣端氮氣純度大小設定值時，PLC程序作用，自動放空閥門打開，將不合格氮氣自動放空，確保不合格氮氣不流向用氣點。氣體放空時利用消聲使噪聲小于75dBA。
四、氮氣緩沖罐
氮氣緩沖罐用于均衡從氮氧分離系統(tǒng)分離出來的氮氣的壓力和純度，保證連續(xù)供給氮氣穩(wěn)定，同時，在吸附塔進行工作切換后，它將本身的部分氣體回充吸附塔，一方面幫助吸附塔升壓，另外也起到保護床層的作用，在設備工作過程中起到極重要的工藝輔助作用。
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